JPH06139917A - 含浸形カソード - Google Patents
含浸形カソードInfo
- Publication number
- JPH06139917A JPH06139917A JP28751592A JP28751592A JPH06139917A JP H06139917 A JPH06139917 A JP H06139917A JP 28751592 A JP28751592 A JP 28751592A JP 28751592 A JP28751592 A JP 28751592A JP H06139917 A JPH06139917 A JP H06139917A
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- JP
- Japan
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- cathode
- electron emission
- impregnated
- temperature
- bao
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】低電界時の電子放出特性が著しく改善され、カ
ソードの動作温度約８００℃B（輝度温度）で実用に耐
え得る含浸形カソードを提供する。 【構成】耐熱性多孔質金属基体３に電子放出物質４を含
浸させてなる含浸形カソードペレット表面上に、ＢａＯ
とＳｃ2Ｏ3とからなる複合化合物の薄層２を配設させて
なる。
ソードの動作温度約８００℃B（輝度温度）で実用に耐
え得る含浸形カソードを提供する。 【構成】耐熱性多孔質金属基体３に電子放出物質４を含
浸させてなる含浸形カソードペレット表面上に、ＢａＯ
とＳｃ2Ｏ3とからなる複合化合物の薄層２を配設させて
なる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、含浸形カソード（陰
極）特にブラウン管、撮像管などの電子管に用いるＳｃ
（スカンジウム）系の含浸形カソードに関するものであ
る。
極）特にブラウン管、撮像管などの電子管に用いるＳｃ
（スカンジウム）系の含浸形カソードに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】含浸形カソードは高電流密度カソードで
あり、電子管の高性能化を図ることが可能であり、例え
ばタングステン（Ｗ）等からなる多孔質基体の細孔部に
バリウム（Ｂａ）化合物からなる電子放出物質を含浸し
た基本型構造を有している。
あり、電子管の高性能化を図ることが可能であり、例え
ばタングステン（Ｗ）等からなる多孔質基体の細孔部に
バリウム（Ｂａ）化合物からなる電子放出物質を含浸し
た基本型構造を有している。
【０００３】従来のＳｃ系含浸形カソードの構造として
は、特開昭６０−１７０１３６号公報に開示されている
ように、上記基本型構造の基本型含浸形カソードペレッ
トの表面に（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合化合物層を形成した
り、特開昭６１−１３５２６号公報に開示されているよ
うに、基本型含浸形カソードペレットの表面上に高融点
金属と、ＳｃまたはＳｃ2Ｏ3の混和物の薄膜を被着した
り、また特開昭６１−１８３８３８号公報に開示されて
いるように、同じく基本型含浸形カソードペレットの表
面上に高融点金属薄膜からなる下層とＳｃ2Ｏ3を含む高
融点金属薄膜からなる上層の２層薄膜を有する等の構造
が知られている。このような構造の含浸形カソードはカ
ソード表面にＢａ，ＳｃおよびＯからなる単分子層が存
在し、低仕事関数表面を形成しているのが特徴となって
いる。
は、特開昭６０−１７０１３６号公報に開示されている
ように、上記基本型構造の基本型含浸形カソードペレッ
トの表面に（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合化合物層を形成した
り、特開昭６１−１３５２６号公報に開示されているよ
うに、基本型含浸形カソードペレットの表面上に高融点
金属と、ＳｃまたはＳｃ2Ｏ3の混和物の薄膜を被着した
り、また特開昭６１−１８３８３８号公報に開示されて
いるように、同じく基本型含浸形カソードペレットの表
面上に高融点金属薄膜からなる下層とＳｃ2Ｏ3を含む高
融点金属薄膜からなる上層の２層薄膜を有する等の構造
が知られている。このような構造の含浸形カソードはカ
ソード表面にＢａ，ＳｃおよびＯからなる単分子層が存
在し、低仕事関数表面を形成しているのが特徴となって
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記、従来のＳｃ系含
浸形カソードはいずれも高い電界の時、即ち温度制限電
流領域では良好な電子放出特性を示す。しかし、従来の
Ｓｃ系含浸形カソードは低い電界の時、即ち空間電荷制
限電流領域においては電子放出特性が劣化する。
浸形カソードはいずれも高い電界の時、即ち温度制限電
流領域では良好な電子放出特性を示す。しかし、従来の
Ｓｃ系含浸形カソードは低い電界の時、即ち空間電荷制
限電流領域においては電子放出特性が劣化する。
【０００５】従って、主に空間電荷制限電流領域でカソ
ードを動作させる電子管、例えばブラウン管、撮像管等
の電子管においては実用化に耐えることができなかっ
た。
ードを動作させる電子管、例えばブラウン管、撮像管等
の電子管においては実用化に耐えることができなかっ
た。
【０００６】例えば、上記（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合化合
物層の形成が、カソードペレット表面に真空中でＳｃを
蒸着した後、８００℃以上にカソードを加熱することに
よってなされたり、あるいは８００℃以上に予めカソー
ドペレットを加熱しておき、その表面にＳｃを蒸着する
ことによりなされたためと考えられる。
物層の形成が、カソードペレット表面に真空中でＳｃを
蒸着した後、８００℃以上にカソードを加熱することに
よってなされたり、あるいは８００℃以上に予めカソー
ドペレットを加熱しておき、その表面にＳｃを蒸着する
ことによりなされたためと考えられる。
【０００７】本発明は、低電界時の電子放出特性が著し
く改善され、カソードの動作温度約８００℃B（輝度温
度）で実用に耐え得る含浸形カソードを提供することを
目的とする。
く改善され、カソードの動作温度約８００℃B（輝度温
度）で実用に耐え得る含浸形カソードを提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、耐熱性多孔質金属基体に電子放出物質を含浸させて
なる含浸形カソードペレット表面上に、ＢａＯとＳｃ2
Ｏ3とからなる複合化合物の薄層を配設してなることを
特徴とする含浸形カソードによって解決される。
ば、耐熱性多孔質金属基体に電子放出物質を含浸させて
なる含浸形カソードペレット表面上に、ＢａＯとＳｃ2
Ｏ3とからなる複合化合物の薄層を配設してなることを
特徴とする含浸形カソードによって解決される。
【０００９】本発明によれば、前記ＢａＯとＳｃ2Ｏ3と
からなる複合化合物がＢａ2Ｓｃ2Ｏ 5，Ｂａ3Ｓｃ4Ｏ9，
ＢａＳｃ2Ｏ4のうちの少なくとも一種が好適に用いられ
る。
からなる複合化合物がＢａ2Ｓｃ2Ｏ 5，Ｂａ3Ｓｃ4Ｏ9，
ＢａＳｃ2Ｏ4のうちの少なくとも一種が好適に用いられ
る。
【００１０】更にまた、本発明では前記ＢａＯとＳｃ2
Ｏ3とからなる複合化合物層の厚さが１０ｎｍを超え１
０００ｎｍ以下であることが好適である。
Ｏ3とからなる複合化合物層の厚さが１０ｎｍを超え１
０００ｎｍ以下であることが好適である。
【００１１】
【作用】本発明によれば、従来の基本型の含浸形カソー
ドペレット１（耐熱性多孔質金属基体に電子放出物質を
含浸させたもの）の表面に、予めＢａＯ（酸化バリウ
ム）とＳｃ2Ｏ3（酸化スカンジウム）とからなる複合化
合物を被着形成しているため、低電界時の電子放出特性
が改善される。
ドペレット１（耐熱性多孔質金属基体に電子放出物質を
含浸させたもの）の表面に、予めＢａＯ（酸化バリウ
ム）とＳｃ2Ｏ3（酸化スカンジウム）とからなる複合化
合物を被着形成しているため、低電界時の電子放出特性
が改善される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
【００１３】図１は本発明に係る含浸形カソードを模式
的に示した断面図である。図１において、基体材料であ
る直径約１．５ｍｍの円柱状カソードペレット１は、１
５〜３０％の空孔率を有する空孔部に電子放出物質４を
含浸させた多孔質Ｗ基体３から構成されている。
的に示した断面図である。図１において、基体材料であ
る直径約１．５ｍｍの円柱状カソードペレット１は、１
５〜３０％の空孔率を有する空孔部に電子放出物質４を
含浸させた多孔質Ｗ基体３から構成されている。
【００１４】空孔中に含浸せしめられた電子放出物質４
としては、よく知られた材料ＢａＯ，ＣａＯ，Ａｌ2Ｏ3
をそれぞれモル比で４：１：１の割合に配合したものを
使用した。なお、上記材料を上記モル比と異なったモル
比で使用してもよく、また他の材料、例えばＳｒＯ，Ｍ
ｇＯ，ＺｒＯ2，Ｙ2Ｏ3等を電子放出材料として用いて
もよい。また、多孔質基体としてＷの他、モリブデン
（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）等を用いることができる。
としては、よく知られた材料ＢａＯ，ＣａＯ，Ａｌ2Ｏ3
をそれぞれモル比で４：１：１の割合に配合したものを
使用した。なお、上記材料を上記モル比と異なったモル
比で使用してもよく、また他の材料、例えばＳｒＯ，Ｍ
ｇＯ，ＺｒＯ2，Ｙ2Ｏ3等を電子放出材料として用いて
もよい。また、多孔質基体としてＷの他、モリブデン
（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）等を用いることができる。
【００１５】上記カソードペレット１はＴａカップ５に
装着され、その後Ｔａカップ５はＴａスリーブ６内の上
部にレーザ溶接あるいはろう付けあるいは抵抗溶接され
る。カソードペレット１の加熱は、Ｔａスリーブ６内の
下方端部に設けられ、Ｗ芯線７にアルミナ被覆ヒータ８
を使用して行われる。以上の構造を本実施例の基本型含
浸形カソードとした。この基体型含浸形カソードがＢａ
の補給源となる。
装着され、その後Ｔａカップ５はＴａスリーブ６内の上
部にレーザ溶接あるいはろう付けあるいは抵抗溶接され
る。カソードペレット１の加熱は、Ｔａスリーブ６内の
下方端部に設けられ、Ｗ芯線７にアルミナ被覆ヒータ８
を使用して行われる。以上の構造を本実施例の基本型含
浸形カソードとした。この基体型含浸形カソードがＢａ
の補給源となる。
【００１６】本実施例は、上記基体型含浸形カソードの
カソードペレット１の表面にＢａＯとＳｃ2Ｏ3とからな
る複合化合物としてのＢａ2Ｓｃ2Ｏ5薄膜２が配設され
ている。
カソードペレット１の表面にＢａＯとＳｃ2Ｏ3とからな
る複合化合物としてのＢａ2Ｓｃ2Ｏ5薄膜２が配設され
ている。
【００１７】このＢａ2Ｓｃ2Ｏ5薄膜２は、電子線加熱
蒸着法あるいはスパッタ法を用いて基本形カソードペレ
ット１表面に被着形成された。そのＢａ2Ｓｃ2Ｏ5薄膜
２の厚さは１０ｎｍを超え１０００ｎｍ以下が適当であ
った。
蒸着法あるいはスパッタ法を用いて基本形カソードペレ
ット１表面に被着形成された。そのＢａ2Ｓｃ2Ｏ5薄膜
２の厚さは１０ｎｍを超え１０００ｎｍ以下が適当であ
った。
【００１８】このように、基本型含浸形カソード１、及
びＢａ2Ｓｃ2Ｏ5薄膜２で構成された含浸形カソードを
用いて、カソード・アノード３極管方式でＧ2電極に２
００Ｖの直流電圧を印加し、カソードの動作温度、すな
わちヒータ電圧を１Ｖから７Ｖまで連続的に変化させ
た。この時の放出電流を測定した。その結果を図２に示
した。
びＢａ2Ｓｃ2Ｏ5薄膜２で構成された含浸形カソードを
用いて、カソード・アノード３極管方式でＧ2電極に２
００Ｖの直流電圧を印加し、カソードの動作温度、すな
わちヒータ電圧を１Ｖから７Ｖまで連続的に変化させ
た。この時の放出電流を測定した。その結果を図２に示
した。
【００１９】図２によれば、本発明によるカソードの電
子放出特性曲線は、カソードの動作温度で約７５０℃B
（輝度温度）から空間電荷制限電流となり、受像管ある
いは撮像管においては約８００℃Bで実用に耐え得る状
態となる。一方、従来のＳｃ含浸形カソードの電子放出
特性曲線は、いわゆる低電圧時に電子放出特性の劣化が
現われており、カソードの動作温度９００℃Bにおいて
も実用に耐えない。
子放出特性曲線は、カソードの動作温度で約７５０℃B
（輝度温度）から空間電荷制限電流となり、受像管ある
いは撮像管においては約８００℃Bで実用に耐え得る状
態となる。一方、従来のＳｃ含浸形カソードの電子放出
特性曲線は、いわゆる低電圧時に電子放出特性の劣化が
現われており、カソードの動作温度９００℃Bにおいて
も実用に耐えない。
【００２０】なお、本発明ではカソードペレット１の表
面に被着配設するＢａＯとＳｃ2Ｏ3とからなる複合化合
物の薄層として上記Ｂａ2Ｓｃ2Ｏ5の他に例えばＢａ3Ｓ
ｃ4Ｏ9あるいはＢａＳｃ2Ｏ4あるいは前述した３種類の
混合物に代えてもカソードの電子放出特性は同様の効果
が得られた。
面に被着配設するＢａＯとＳｃ2Ｏ3とからなる複合化合
物の薄層として上記Ｂａ2Ｓｃ2Ｏ5の他に例えばＢａ3Ｓ
ｃ4Ｏ9あるいはＢａＳｃ2Ｏ4あるいは前述した３種類の
混合物に代えてもカソードの電子放出特性は同様の効果
が得られた。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低電界時の電子放出特性が著しく改善され、カソードの
動作温度約８００℃B（輝度温度）で実用に耐え得る状
態となるので、通常の受像管等、各種電子管への実装に
よって低温動作の効果を発揮することができる。
低電界時の電子放出特性が著しく改善され、カソードの
動作温度約８００℃B（輝度温度）で実用に耐え得る状
態となるので、通常の受像管等、各種電子管への実装に
よって低温動作の効果を発揮することができる。
【００２２】その結果、従来含浸形カソードの実用化へ
の障害となっていたＢａＯの蒸発による電極への付着が
原因のグリッド・エミッションが低減され、カソードを
長時間加熱するためのヒータの設計が容易となる。
の障害となっていたＢａＯの蒸発による電極への付着が
原因のグリッド・エミッションが低減され、カソードを
長時間加熱するためのヒータの設計が容易となる。
【図１】本発明による含浸形カソードを模式的に示した
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明による含浸形カソードと従来のＳｃ系含
浸形カソードの電子放出特性を比較した図である。
浸形カソードの電子放出特性を比較した図である。
１ カソードペレット ２ Ｂａ2Ｓｃ2Ｏ5薄膜 ３ 多孔質Ｗ基体 ４ 電子放出物質（空孔部） ５ Ｔａカップ ６ Ｔａスリーブ ７ Ｗ芯線 ８ アルミナ被覆ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶原 和夫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 耐熱性多孔質金属基体に電子放出物質を
含浸させてなる含浸形カソードペレット表面上に、Ｂａ
ＯとＳｃ2Ｏ3とからなる複合化合物の薄層を配設してな
ることを特徴とする含浸形カソード。 - 【請求項２】 前記ＢａＯとＳｃ2Ｏ3とからなる複合化
合物がＢａ2Ｓｃ2Ｏ 5，Ｂａ3Ｓｃ4Ｏ9，ＢａＳｃ2Ｏ4の
うちの少なくとも一種であることを特徴とする請求項１
記載の含浸形カソード。 - 【請求項３】 前記ＢａＯとＳｃ2Ｏ3とからなる複合化
合物層の厚さが１０ｎｍを超え１０００ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の含浸形カソー
ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28751592A JPH06139917A (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 含浸形カソード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28751592A JPH06139917A (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 含浸形カソード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06139917A true JPH06139917A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17718344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28751592A Pending JPH06139917A (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 含浸形カソード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06139917A (ja) |
-
1992
- 1992-10-26 JP JP28751592A patent/JPH06139917A/ja active Pending
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